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    3D視覺系統在機器人行業中的應用

    3D視覺系統在機器人行業中的應用

          視覺引導機器人技術(VGR)具有成熟的2D成像技術,但是經濟高效的3D技術的出現使機器人應用的可能性更大。

     
      工業自動化的第一次迭代使用“盲”機器人,該機器人取決于待處理材料的精確定位。這樣的機器人相對不靈活,只能通過繁瑣的編程使其適應新任務。機器視覺的出現在一定程度上解放了這種類型的機器人,使他們能夠使用平面圖像來指導結構不太復雜的操作?,F在,將深度信息添加到機器視覺中使視覺引導機器人(VGR)具有更大的操作靈活性,并使曾經被認為不切實際的應用成為可能。
     
      用于引導機器人運動的機器視覺已經在工廠應用中實現了很多年,并且在許多方面都擁有成熟的技術。具有內置處理和校準功能,強大的識別和測量算法以及簡化應用程序開發的應用程序平臺的智能相機系統可以得到廣泛使用并不斷得到改進。但是,此視覺系統僅處理二維(平坦)空間,從而將可用于機器人的信息限制為對象在X-Y平面中的位置及其繞Z軸的旋轉(角度位置)。要操作的目標對象必須在飛機上并且面朝上,以便機器人可以識別并處理它。
     
      但是,深度信息的增加導致事物發生了巨大變化。視覺系統現在可以確定空間中物體的位置和方向。機器人可以訪問有關六個參數的信息:X,Y和Z線性位置,以及橫滾,俯仰和偏航角信息。機器人可以識別在一定距離內可能出現的任何姿勢的物體,從而允許機器人使用隨機的方向和位置對目標物體進行操作。另外,機器人可以識別堆疊的或堆積的頂部物體,這對于二維視覺來說是不可行的,并且可以在規劃其運動軌跡時確定到物體的距離。
     

     
      3D視覺指南Rollin’Justin機器人正在開發中,可能會在火星上使用
     
      用于機器人指導的3D機器視覺的興起是技術上許多不同進步的結果。照相機越來越小,視覺處理器變得越來越快,視覺軟件變得越來越先進,并且已經有各種獲取深度信息的方法。這種結合使3D視覺引導變得越來越廣泛。根據3D機器視覺市場的市場和市場分析,預計3D機器視覺的復合年增長率為11%,到2022年將超過20億美元。
     
      3D VGR的一些新應用在郵政和物流領域。 3D視覺機器人可以處理諸如包裹分類和包裝以及混合箱的裝卸之類的任務。機器人運輸可以更輕松地導航到非結構化的倉庫空間,而物料搬運機器人可以識別并提取隨機的方向和混合的物品,而這是過去人類只能做到的。
     
      通過3D視覺,協作機器人(cobot)可以通過注意其操作員的位置來避免意外接觸,從而提高操作安全性。將其與處理混合對象結合起來,您將獲得一個機器人助手,該助手可以伸入盒子中,提取并提供您所需要的對象。甚至可以探索更奇特的應用,例如,正在開發一種機器人系統,用于在田地和果園采摘水果。
     
      3D視覺的可用性甚至使NASA能夠為無限的空間環境開發機器人。已經在國際空間站上的人形機器人R2 Robonaut正在使用與目前執行日常任務以處理日常維護任務和EVA操作的宇航員相同的工具和材料進行評估。在地球上,Rollin’Justin機器人正在研發中,專注于未來火星任務中的操作。
     
      盡管3D視覺在應用潛力方面提供了極大的靈活性,但設計人員不能簡單地將其放入其系統中。 fanuc America的機器視覺工作者David Dechow表示,開發人員需要采用系統的方法來進行3D VGR設計。在開始視覺系統設計之前,您必須徹底了解應用程序的需求。系統需要“查看”,并且它將如何處理此信息將對視覺系統的設計要求產生重大影響。
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